CN112131764B - 一种计算卫星柔性耦合系数的装置、方法和计算设备 - Google Patents
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Abstract
本申请的一个实施例公开了一种计算卫星柔性耦合系数的装置、方法和计算设备，该装置包括：基本设置单元，用于响应于用户设置计算所需的原始文件和参数；第一计算单元，用于转轴固定时，利用所述原始文件、所述模态阶次参数和所述星体质心坐标参数对所述卫星柔性耦合系数的计算与保存，得到第一计算结果；第二计算单元，用于在完成所述第一计算单元的基础上，扩展计算不同转轴和转动角度的第n卫星柔性耦合系数，得到第二计算结果，其中，n为大于1的自然数；转动惯量完备性检验单元，用于检验所述第一计算结果是否符合合格标准；数据显示单元，用于显示所述第一计算结果和/或第二计算结果。
Description
技术领域
本申请涉及卫星总体设计技术领域。更具体地，涉及一种计算卫星柔性耦合系数的方法、装置、计算设备和存储介质。
背景技术
卫星的动力学设计是保证卫星在轨飞行和姿态控制的重要环节，其关乎卫星任务的成败。对于安装有大型柔性附件的卫星动力学设计需要考虑柔性附件对卫星本体的耦合效应，避免卫星本体因受到控制作用激励时，柔性附件与星体控制产生强耦合效应，导致卫星控制失稳。建立描述卫星中心体姿态与结构振动之间的柔性耦合动力学方程是解决卫星振动控制问题的主要途径，该动力学方程是在***动能和势能的基础上推导出来的，方程包含各类柔性耦合系数矩阵。
随着卫星产业的快速推进，卫星总体设计逐渐由平台化向一体化发展，越来越多的新技术和新形式的柔性附件运用到现代卫星中。传统的卫星柔性耦合系数获取方法是在对柔性附件进行模态分析的基础上，进行复杂的矩阵运算得到上述柔性耦合系数矩阵。这往往需要花费工程师大量的时间和精力，效率低，并且在运算过程中容易发生错误操作，造成耦合系数数据的不准确，已经无法满足当代卫星控制***设计的需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种计算卫星柔性耦合系数的方法、装置、计算设备和存储介质，来解决上述背景技术部分提到的问题之一。
为达到上述目的，本申请采用下述技术方案：
第一方面，本申请提供一种用于计算卫星柔性耦合系数的装置，该装置包括：
基本设置单元，用于响应于用户设置计算所需的原始文件和参数，包括
原始文件选择模块，用于响应于用户选择存储有柔性附件位置坐标和模态位移的原始文件；
模态阶次参数设置模块，用于响应于用户选择或键入参与计算的模态阶次；
星体质心坐标参数设置模块，用于响应于用户键入星体质心坐标参数；
坐标系转换模块，用于将星体质心坐标系转换为柔性附件坐标系；
第一计算单元，用于转轴固定时，利用所述原始文件、所述模态阶次参数和所述星体质心坐标参数对所述卫星柔性耦合系数的计算与保存，得到第一计算结果；
第二计算单元，用于在完成所述第一计算单元的基础上，扩展计算不同转轴和转动角度的第n卫星柔性耦合系数，得到第二计算结果，其中，n为大于1的自然数；
转动惯量完备性检验单元，用于检验所述第一计算结果是否符合合格标准；
数据显示单元，用于显示所述第一计算结果和/或第二计算结果。
在一个具体实施例中，该装置还包括SI标准单位制转化单元，用于将质量单位转换为千克，长度单位转换为米；
在一个具体实施例中，所述SI标准单位制转化单元包括
单位复选框模块，响应于用户确定单位制转换类型，其中所述单位制转换类型包括质量单位制转换和长度单位制转换；
单位转换系数可编辑文本框模块，用于响应于用户输入单位转换系数。
在一个具体实施例中，所述第一计算单元包括第一开始计算模块和第一保存模块，用于计算和保存数据。
所述第二计算单元，包括转轴设置模块、转动角度设置模块、第二开始计算模块和第二保存数据模块。
在一个具体实施例中，所述转动惯量完备性检验单元包括：
转动惯量可编辑文本框模块，用于响应于用户输入各个姿态轴转动惯量；
完备性检验结果显示模块，用于显示与各个姿态轴转动惯量对应的完备性检验结果。
在一个具体实施例中，所述坐标系转换模块包括：
转轴设置区，用于响应于用户设置转轴类型；
转动角度设置区，用于响应于用户设置转动角度。
第二方面，本申请还提供一种卫星柔性耦合系数计算方法，在上述第一方面所述的装置中进行，该方法包括：
S100、响应于用户在基本设置单元选择存储有柔性附件位置坐标和模态位移的原始文件，获取所述柔性附件的位置坐标、模态位移和所述柔性附件的坐标系指向；
S102、响应于用户选择或键入参与所述卫星柔性耦合系数计算的模态阶次；
S104、确定所述卫星质心的坐标系指向，响应于用户在星体质心坐标参数设置模块输入卫星质心坐标的操作，所述卫星质心坐标为卫星质心相对于所述柔性附件连接点的位置坐标；
S106、采用右手法则和方向余弦定理，确定所述卫星质心的坐标系指向转换为柔性附件坐标系指向所需的转动次序、转轴和转动角度；响应于用户输入所述转轴和转动角度，将所述卫星质心的坐标系指向转换为所述柔性附件的坐标系指向；
S108、标准单位制转化，响应于用户输入长度缩放系数或质量缩放系数，将质量单位转化为千克，长度单位转化为米；
S110、响应于用户的第一计算操作，第一计算单元运行，计算所述卫星柔性耦合系数，得到第一计算结果，所述装置显示进度条，运行过程中，进度条不可关闭。运行完成后，保存计算结果数据。
S112、计算完成后，显示所述第一计算结果；
S114、响应于用户的检验操作，检验计算得到的所述第一计算结果是否符合合格标准，若是保存该数据，若否，返回步骤S102，响应于用户重新选择或键入参与计算的模态阶次，执行S110和S114。
在一个具体实施例中，所述方法还包括：
响应于用户的第二计算操作，通过设置转轴、转动次序和转动角度，可以在完成上述第一计算的基础上，扩展计算不同转角的柔性耦合系数，得到第二计算结果。
第三方面，本申请提供一种计算设备，包括处理器及存储有程序的存储器，所述处理器执行所述程序时实现上述第二方面的所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第二方面中所述的方法。
本发明的有益效果如下：
为克服现有卫星柔性耦合系数提取技术方案的不足，本申请提出一种用于计算卫星柔性耦合系数的装置，所有计算均由所述装置发出指令，只需在装置内进行设置，即可计算各类柔性耦合系数，大大降低了计算柔性耦合系数的难度。进一步，本申请直接对有限元分析得到的原始数据文件进行处理得到柔性附件位置坐标和模态位移，得出真实反映安装柔性附件的卫星柔性动力学模型的耦合系数，不会引入人为的对原始文件二次处理带来的操作误差，满足了卫星控制***的设计需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本申请的一个实施例的一种计算卫星柔性耦合系数装置的示意图。
图2示出根据本申请的一个实施例的基本设置单元的示意图。
图3示出根据本申请的一个实施例的SI标准单位制转化单元的示意图。
图4示出根据本申请的一个实施例的太阳翼模型的星体质心坐标系和柔性附件坐标系的示意图。
图5示出根据本申请的一个实施例的第一计算单元的相关示意图。
图6示出根据本申请的一个实施例的转动惯量完备性检验单元的示意图。
图7示出根据本申请的一个实施例的第二计算单元的示意图。
图8示出根据本申请的一个实施例的数据显示单元的示意图。
图9示出根据本申请的一个实施例的用于计算卫星柔性耦合系数的方法的示例性流程图。
图10示出适于用来实现本申请实施例的计算设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为了方便获取柔性附件振动对星体以及柔性附件自身转动的柔性耦合系数，同时实现卫星动力学设计人员与控制***设计人员的对接，本申请提出了一种适用于Optistruct平台的计算柔性耦合系数的装置。需要说明的是，该计算柔性耦合系数的装置可在windows7操作平台中使用，并且需要在windows7操作平台上配置MATLAB CompilerRuntime8.0环境。
实施例一
图1示出了根据本申请的一个实施例的一种计算卫星柔性耦合系数的装置的示意图。具体地，参见图1，该装置包括基本设置单元100、SI标准单位制转化单元102、第一计算单元104、第二计算单元106、转动惯量完备性检验单元108和数据显示单元110。
请注意，本领域技术人员均明了，尽管在图中以附图标记100、102、104等示出，但不意味着本申请的基本设置单元、SI标准单位制转化单元、第一计算单元等仅仅是一个界面，而是能够完成对应功能的功能单元，图中的可视界面仅仅是一个表征形式，之后的其他功能模块也依此解释。
其中，基本设置单元100，用于响应于用户设置计算所需的原始文件和参数。图2示出了根据本申请的一个实施例的基本设置单元的示意图。如图2所示，所述基本设置单元100包括原始文件选择模块1000、模态阶次参数设置模块1002、星体质心坐标参数设置模块1004和坐标系转换模块1006。
其中，原始文件选择模块1000，包括选择原始文件的按钮，用于响应于用户按下按钮后弹出文件选择的界面，具体地选择存储有柔性附件(如太阳翼)位置坐标和模态位移的原始文件，并将选择的文件名称和路径存储到运行程序的变量中，等待被激发运算。通过直接对有限元分析得到的原始数据文件进行处理得到柔性附件位置坐标和模态位移，得出真实反映安装柔性附件的卫星柔性动力学模型的耦合系数，从而不会引入人为的对原始文件二次处理带来的操作误差。
如图2所示，原始文件选择模块1000响应于用户选择的由Optistruct计算平台生成的文件类型为*.fem，*.inp以及*.pch的原始文件，在后方的文本框中显示当前选择的文件名和文件类型。
模态阶次参数设置模块1002，用于响应于用户选择或键入参与计算的模态阶次，本领域技术人员应当理解，可在模态阶次参数设置模块1002设置下拉菜单或可编辑的文本框实现用户选择或键入参与计算的模态阶次。需要说明的是，模态阶次参数设置模块1002保留了低阶次模态参与计算功能，供用户根据实际需要选用。
星体质心坐标参数设置模块1004，将其设置为可编辑的文本框模式，用于响应于用户键入(输入)星体质心坐标。
坐标系转换模块1006，用于将星体质心坐标系转换为柔性附件坐标系。
在一个具体实施例中，在该装置内设置星体质心坐标系指向转换为柔性附件坐标系指向的功能，即坐标系转换模块1006，该模块包括用于定义每次转动所用转轴的选项以及输入每一次转动角度的可编辑文本框，其中，当不对该模块进行任何设置时，转动次序和转轴默认为初始值，与之对应的转动角度初始值为0，该参数值被保存在运行程序的变量中，等待被激发运算。
为此，在一个具体示例中，坐标系转换模块1006包括转轴设置区和转动角度设置区，其中，转轴设置区，用于设置转轴类型；转动角度设置区，用于设置转动角度。
SI标准单位制转化单元102，用于将质量单位转换为千克，长度单位转换为米。
在一个具体实施例中，设置SI标准单位制的转化功能，即SI标准单位制转化单元102。如图3所示，该功能包括定义质量单位制转换和长度单位制转换的复选框，每个复选框应包括一个与之对应的可编辑文本框用于响应于用户输入单位制转换系数，当激活复选框后，可编辑文本框中的缩放系数值将被激活，该参数值被保存在运行程序的变量中，等待被激发运算。当不对该模块进行任何操作时，单位制转换系数默认值为1，该值被保存在运行程序的变量中，等待被激发运算。
为此，在一个具体示例中，如图3所示，SI标准单位制转化单元102包括单位复选框模块和单位转换系数可编辑文本框模块，其中，单位复选框模块用于响应于用户对单位制转换类型的确定，其中所述单位制转换类型包括质量单位制转换和长度单位制转换；单位转换系数可编辑文本框模块，用于响应于用户输入单位制转换系数。
第一计算单元104，包括第一开始计算模块和第一保存模块组成，用于柔性附件转轴固定时，对所述卫星柔性耦合系数的计算与保存。
在一个具体示例中，如图5所示，当设置好基本设置单元100和SI标准单位制转化单元102时，响应于用户对第一计算单元104的第一开始计算模块的点击，所述装置显示如图5所示的进度条，目的是方便用户查看当前的计算进度；计算完成后，得到第一计算结果，如图5所示，进度条显示‘Done！100％’。需要注意的是，正在计算时不可以关闭进度条，计算结束后才可以关闭进度条，否则将计算将被中断。计算完成后，响应于用户对第一保存模块的点击，弹出保存界面，用户可以自定义保存路径和文件名，将保存数据显示单元中当前的数据，例如，默认保存*.csv类型的文件。
第二计算单元106，用于在完成所述第一计算单元104的计算基础上，扩展计算不同转轴和转动角度的第n卫星柔性耦合系数，其中，n为大于1的自然数。如图7所示，第二计算单元106适用于自身具有转轴的柔性附件，且该转轴与柔性附件坐标系的某个转轴绑定。在该第二计算单元106上设置选择转轴的功能，以及输入旋转角度的可编辑文本框，转轴定义和旋转角度参数值将保存在运行程序的变量中，等待被激发运算。
为此，在一个具体示例中，如图7所示，第二计算单元106包括转轴设置模块、转动角度设置模块、第二开始计算模块和第二保存数据模块。
也就是说，对自身具有转轴的柔性附件，且该转轴与柔性附件坐标系的某个转轴绑定，可定义该转轴为A轴，可通过A轴转动第二计算单元106快速计算不同转角下的柔性耦合系数。如图7所示，软件默认的A轴为Y轴，可通过A轴定义下拉菜单选择合适的转轴，A轴定义为用户提供了X，Y，Z三个转轴，可在后方输入框键入旋转角度，角度单位为‘度(°)’。设置完成后，响应于用户对第二开始计算模块的操作，得到第二计算结果，数据显示单元立即显示当前角度的柔性耦合系数矩阵，响应于用户对第二保存模块的操作，自定义保存路径和文件名，例如，可将当前显示的数据保存到*.csv文件。
转动惯量完备性检验单元108，用于检验所述柔性耦合系数是否符合合格标准。设置转动惯量完备性检验功能，在一个具体示例中，如图6所示，转动惯量完备性检验单元108包括用于输入各个姿态轴转动惯量的可编辑文本框、激发转动惯量完备性检验程序运行的按钮、数据保存按钮与各个姿态轴转动惯量对应的完备性检验结果显示窗口。响应于用户按下对激发完备性检验的按钮后，本次检验的结果将在完备性检验显示窗口显示；响应于用户对第二保存模块的操作，指定保存路径和文件命名，操作完成后柔性耦合系数矩阵保存至指定文件中。需要说明的是，第一计算结果合格,即可，第二计算结果是基于第一计算结果的，不需要再检验。
数据显示单元110，用于显示所述第一或第二计算结果，结果以矩阵的形式保存在指定文件中。
在一个具体示例中，如图8所示，所述数据显示单元包括3个柔性耦合系数矩阵单元显示表格，所述表格分别显示柔性附件振动对自身转动的柔性耦合系数Fai、柔性附件振动对星体转动的柔性耦合系数Fsai和控制***设计师建立动力学方程需要的中间系数数据显示单元的系数Fsci。需要说明的是，数据显示单元110中的矩阵表格中的数据可以执行复制操作，方便数据的交互使用，也可以响应于用户单击‘保存数据’按钮的操作(图8中未示出)保存当前显示的系数矩阵，此时弹出数据保存界面，用户可以自定义文件保存路径和文件名，单击保存按钮，默认保存.csv类型的文件。
本申请针对目前现有的问题，提出一种用于计算卫星柔性耦合系数的装置，所有计算均由装置发出指令，只需在装着内的用户界面进行设置，即可计算各类柔性耦合系数，大大降低了计算柔性耦合系数的难度，得出真实反映安装柔性附件的卫星柔性动力学模型的耦合系数，不会引入人为的对原始文件二次处理带来的操作误差，满足了卫星控制***的设计需求。
实施例二
参考图9，本申请还提出了一种卫星柔性耦合系数计算方法，该方法在如实施例一所述的装置中进行，下面结合太阳翼柔性耦合系数的计算过程为例对该方法做进一步介绍，该方法包括以下步骤：
S100、响应于用户在基本设置单元选择存储有柔性附件位置坐标和模态位移的原始文件，获取所述柔性附件的位置坐标、模态位移和所述柔性附件的坐标系指向。
在一个具体示例中，原始文件为Optistruct计算平台提供的*.fem、*.inp、*.pch类型的文件。
S102、响应于用户选择或键入参与所述卫星柔性耦合系数计算的模态阶次；
需要说明的是，本申请最高支持10阶模态参与运算，参与计算的模态阶次越高计算时间也相应增加。为了保证计算结果的准确度，本领域技术人员应当理解，参与计算的模态阶次不小于5；若需要低阶次模态的柔性耦合系数，只需在计算结果中截取所需要的系数矩阵即可。
S104、确定所述卫星质心的坐标系指向，响应于用户在星体质心坐标参数设置模块输入卫星质心坐标的操作，所述卫星质心坐标为卫星质心相对于所述柔性附件连接点的位置坐标；
图4示出根据本申请的一个实施例的太阳翼模型的星体质心坐标系和柔性附件坐标系(实例中的计算坐标系)的示意图。例如，在惯性参考系下，太阳翼模型的连接点与计算坐标系原点(0,0,0)重合，卫星质心在惯性参考下的位置为(0.063m，0.478m，-0.032m)，模型质量单位为‘千克’，长度单位为‘米’。
在一个具体实施例中，星体质心坐标为惯性参考系下星体质心相对于柔性附件与星体连接点的相对坐标，并采用与Optistruct中相同的单位制。设置星体质心坐标为‘质心点(0.063，0.478，-0.032)，连接点(0,0,0)’，也就是说，星体质心坐标为(0.063，0.478，-0.032)，并将星体质心坐标键入文本输入框。
S106、采用右手法则和方向余弦定理，确定所述卫星质心的坐标系指向转换为柔性附件坐标系指向所需的转动次序、转轴和转动角度；响应于用户输入所述转轴和转动角度，将所述卫星质心的坐标系指向转换为所述柔性附件的坐标系指向；
在一个具体示例中，如图4所示，B系即星体质心坐标系，ai系即柔性附件坐标系(图4实例中的计算坐标系)。在一个具体示例中，‘B系-ai系转换(R1，R2，R3)’功能用于将星体质心坐标系方向转换至柔性附件坐标系方向，坐标系方向转换采用右手法则，柔性附件坐标系为Optistruct有限元分析中的原点坐标系，坐标系原点与连接点重合。如图2所示，R1，R2，R3为转动次序下拉菜单，下拉菜单中包含X，Y，Z三个转轴，响应于用户根据使用需求选择合适的转换次序和转轴，并在后方输入框中输入转动角度的操作，将所述卫星质心的坐标系指向转换为所述柔性附件的坐标系指向。其中，角度单位为‘度(°)’。坐标系转换模块1006为用户提供了通过3次转动到达柔性附件坐标系指向，若用户只需1次转动即可达到目标方向，则只需定义R1下拉菜单，其他2项保持默认即可。同理，用户需2次转动可达到目标方向，只需定义R1，R2菜单。若用户不需要使用此功能，保持默认即可。
在一个具体示例中，当星体质心坐标系只需1次绕自身Y轴的转动即可到达柔性附件坐标系指向，转动采用右手法则定理，即绕质心坐标系Y轴旋转-90°，响应于用户操作在R1下拉菜单中选择Y轴，后方输入框中键入-90的操作，将所述卫星质心的坐标系指向转换为所述柔性附件的坐标系指向。由于不需要使用R2，R3下拉菜单，所以保持默认设置即可，具体设置参见图2。
S108、标准单位制转化，响应于用户输入长度缩放系数或质量缩放系数，将质量单位转化为千克，长度单位转化为米；
参见图3，需要说明的是，默认的单位制为SI标准单位制，质量采用‘千克’，长度采用‘米’。若用户在Optistruct计算平台的有限元分析中采用‘千克、米’单位制，则不需要该操作，保持默认即可。若用户Optistruct计算平台的有限元分析过程中采用其他单位制，则需要激活相应的缩放系数复选框，在后方输入框键入相应的缩放系数，响应于用户输入长度缩放系数或质量缩放系数，将质量单位转化为千克，长度单位转化为米。例如用户分析过程中采用‘吨、毫米’单位制，则质量缩放系数值为1000，长度缩放系数值为0.001。
S110、响应于用户的第一计算操作，第一计算单元运行，计算所述卫星柔性耦合系数，得到第一计算结果，所述装置显示进度条，运行过程中，进度条不可关闭，运行完成后，保存第一计算结果数据。
S112、计算完成后，显示所述第一计算结果。
在一个具体示例中，如图8所示，所述数据显示单元110包括3个柔性耦合系数矩阵单元显示表格用于显示所述第一数据结果，所述表格分别显示柔性附件振动对自身转动的柔性耦合系数Fai、柔性附件振动对星体转动的柔性耦合系数Fsai和控制***设计师建立动力学方程需要的中间系数Fsci。
S114、响应于用户的检验操作，检验计算得到的所述第一计算结果是否符合合格标准，若是保存该数据，若否，返回步骤S102，响应于用户重新选择或键入参与计算的模态阶次，执行S110和S114。
在一个具体示例中，所述合格标准为所述柔性耦合系数在三个姿态轴上的惯性完备性大于90％，例如若惯性完备性小于90％，则返回步骤S102，响应于用户对参与计算的模态阶次的重新选择或键入，执行步骤S110和步骤S114，重新激发柔性耦合计算程序并进行完备性检验，直至惯性完备性大于90％。
在一个具体实施例中，所述方法还包括：通过设置转轴、转动次序和转动角度，可以在完成上述第一计算的基础上，扩展计算不同转角的柔性耦合系数，即实施例一中所述的第n卫星柔性耦合系数，n为大于1的自然数，用于单元分不同转轴、转动次序和转动角度下计算得到的卫星耦合系数。
本申请针对目前现有的问题，提出一种用于计算卫星柔性耦合系数的方法，直接对有限元分析得到的原始数据文件进行处理得到柔性附件位置坐标和模态位移，得出真实反映安装柔性附件的卫星柔性动力学模型的耦合系数，不会引入人为的对原始文件二次处理带来的操作误差，满足了卫星控制***的设计需求。
实施例三
图10示出了本申请的另一个实施例提供的一种计算设备的结构示意图。图10显示的计算设备50仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示，计算设备50以通用计算设备的形式表现。计算设备50的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元500，***存储器516，连接不同***组件(包括***存储器516和处理单元500)的总线501。
总线501表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
计算设备50典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被计算设备50访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器516可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)504和/或高速缓存存储器506。计算设备50可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***508可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图10未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图10中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线501相连。存储器516可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行实施例一的功能。
具有一组(至少一个)程序模块512的程序/实用工具510，可以存储在例如存储器516中，这样的程序模块512包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块512通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算设备50也可以与一个或多个外部设备70(例如键盘、指向设备、显示器60等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备50交互的设备通信，和/或与使得该计算设备50能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口502进行。并且，计算设备50还可以通过网络适配器514与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图10所示，网络适配器514通过总线501与计算设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图10中未示出，可以结合计算设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理器单元500通过运行存储在***存储器516中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本申请实施例二所提供的一种计算卫星柔性耦合系数的方法。
特别地，根据本实施例，上文实施例二中的流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在计算机可读介质上的计算机程序，上述计算机程序包含用于执行实施例二的流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。
附图中的流程图和示意图，图示了本实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或示意图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，示意图和/或流程图中的每个方框、以及示意和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本申请针对目前现有的问题，提出一种计算卫星柔性耦合系数的计算设备，直接对有限元分析得到的原始数据文件进行处理得到柔性附件位置坐标和模态位移，得出真实反映安装柔性附件的卫星柔性动力学模型的耦合系数，不会引入人为的对原始文件二次处理带来的操作误差，满足了卫星控制***的设计需求。
实施例四
本申请的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例二所提供的方法。
在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本申请针对目前现有的问题，提出一种计算卫星柔性耦合系数的计算机可读存储介质，直接对有限元分析得到的原始数据文件进行处理得到柔性附件位置坐标和模态位移，得出真实反映安装柔性附件的卫星柔性动力学模型的耦合系数，不会引入人为的对原始文件二次处理带来的操作误差，满足了卫星控制***的设计需求。
需要说明的是，在本申请的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，
显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本申请的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种计算卫星柔性耦合系数的装置，其特征在于，包括：
基本设置单元，用于响应于用户设置计算所需的原始文件和参数，包括
原始文件选择模块，用于响应于用户选择存储有柔性附件位置坐标和模态位移的原始文件；
模态阶次参数设置模块，用于响应于用户选择或键入参与计算的模态阶次；
星体质心坐标参数设置模块，用于响应于用户键入星体质心坐标参数；
坐标系转换模块，用于将星体质心坐标系转换为柔性附件坐标系；
第一计算单元，用于转轴固定时，利用所述原始文件、所述模态阶次参数和所述星体质心坐标参数对所述卫星柔性耦合系数的计算与保存，得到第一计算结果；
第二计算单元，用于在完成所述第一计算单元的基础上，扩展计算不同转轴和转动角度的第n卫星柔性耦合系数，得到第二计算结果，其中，n为大于1的自然数；
转动惯量完备性检验单元，用于检验所述第一计算结果是否符合合格标准；
数据显示单元，用于显示所述第一计算结果和/或第二计算结果。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括
SI标准单位制转化单元，用于将质量单位转换为千克，长度单位转换为米。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述SI标准单位制转化单元包括
单位复选框模块，响应于用户确定单位制转换类型，其中所述单位制转换类型包括质量单位制转换和长度单位制转换；
单位转换系数可编辑文本框模块，用于响应于用户输入单位转换系数。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元包括第一开始计算模块和第一保存模块，用于计算和保存数据；
所述第二计算单元，包括转轴设置模块、转动角度设置模块、第二开始计算模块和第二保存数据模块。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转动惯量完备性检验单元包括：
转动惯量可编辑文本框模块，用于响应于用户输入各个姿态轴转动惯量；
完备性检验结果显示模块，用于显示与各个姿态轴转动惯量对应的完备性检验结果。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述坐标系转换模块包括：
转轴设置区，用于响应于用户设置转轴类型；
转动角度设置区，用于响应于用户设置转动角度。
7.一种计算卫星柔性耦合系数的方法，其特征在于，包括：
在权利要求1-6中任一项所述的装置中进行，所述方法包括：
S100、响应于用户在基本设置单元选择存储有柔性附件位置坐标和模态位移的原始文件，获取所述柔性附件的位置坐标、模态位移和所述柔性附件的坐标系指向；
S102、响应于用户选择或键入参与所述卫星柔性耦合系数计算的模态阶次；
S104、确定卫星质心的坐标系指向，响应于用户在星体质心坐标参数设置模块输入卫星质心坐标的操作，所述卫星质心坐标为卫星质心相对于所述柔性附件连接点的位置坐标；
S106、采用右手法则和方向余弦定理，确定所述卫星质心的坐标系指向转换为柔性附件坐标系指向所需的转动次序、转轴和转动角度；响应于用户输入转轴和转动角度，将所述卫星质心的坐标系指向转换为所述柔性附件的坐标系指向；
S108、标准单位制转化，响应于用户输入长度缩放系数或质量缩放系数，将质量单位转化为千克，长度单位转化为米；
S110、响应于用户的第一计算操作，第一计算单元运行，计算所述卫星柔性耦合系数，得到第一计算结果，所述装置显示进度条，运行过程中，进度条不可关闭，运行完成后，保存第一计算结果数据；
S112、计算完成后，显示所述第一计算结果；
S114、响应于用户的检验操作，检验计算得到的所述第一计算结果是否符合合格标准，若是保存该数据，若否，返回步骤S102，响应于用户重新选择或键入参与计算的模态阶次，执行S110和S114。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于用户的第二计算操作，通过设置转轴、转动次序和转动角度，在完成所述第一计算的基础上，扩展计算不同转角的柔性耦合系数，得到第二计算结果。
9.一种计算设备，包括处理器及存储有程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7-8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求7-8中任一项所述的方法。
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